DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》修订探讨

DL/T 684—2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》(以下简称“2012版《导则》”)对提高发电机变压器继电保护装置的正确动作率、保障发电厂电气设备的安全运行发挥了重要作用。然而随着我国发电机组单机容量的增大以及一些新故障情况的出现,2012版《导则》也暴露了一些不适应的问题,需要对其进行修订,以便更好地指导工程实践。为此,分析2012版《导则》存在的问题,并提出具体的修订建议,以解决发电机比率差动保护在和应涌流情况下误动作、经消弧线圈接地的发电机组定子接地保护在系统侧接地故障切除后误动作、误上电保护在同期条件较差时误动作、主变间隙零序电流保护在线路瞬时性单相接地故障重合闸前跳开主变压器等问题。所提建议可为2012版《导则》修订提供参考。

TV熔断器慢熔对三次谐波定子接地保护影响分析

本文通过对大型水电机组三次谐波比率定子接地保护原理进行介绍,分析了电压互感器(TV)一次熔断器慢熔对三次谐波电压比率定子接地保护的影响,从TV励磁电流在慢熔期间存在间断角的角度,解释一次熔断器慢熔导致机端三次谐波电压增大的原因,加深运维人员对三次谐波原理定子接地保护的理解,提升运维人员专业技术水平,利于完善电力生产事故预防措施。

一起发电机95%定子接地保护动作事件分析

2018年6月27日,某电厂1号机组在执行发电机首次并网前的假同期试验时,发电机95%定子接地保护动作,导致汽轮机跳机、发电机励磁开关跳闸,作业人员经过分析跳闸时序及故障波形,检查现场设备情况,最终确定保护动作原因为发电机定子95%接地保护所用PT二次侧发生短路。文章介绍了该电厂本次发电机95%接地保护动作原因及处理方法,以期为同类设备故障提供参考。

基于双频有源调控的大型机组定子接地故障电弧抑制及自适应保护

随着“碳达峰、碳中和”目标部署的实施,在新型电力系统中,因大型旋转电机需要担负更重要的功率调控和稳定支撑作用而对其提出了更高的安全平稳运行要求。对于最易发生的定子接地故障,如何有效抑制机组电弧损伤和避免刚性切机冲击显得尤为重要。首先提出基于双频有源调控的大型机组定子接地故障消弧和限流方法,可实现瞬时性故障治愈、永久性故障安全限流,保障定子铁心安全。其次提出与有源消弧协同的接地故障自适应保护方法,可实现柔性平稳切机控制,提高机组和电网的安全性。最后通过仿真和动模试验验证了所提方法的有效性,其消弧和限流效果优于现有无源消弧方法。

田湾核电1#、2#机组发电机定子接地保护改进方案

本文介绍了田湾1#、2#机组现有发电机定子接地保护的配置情况及其缺点,并提出改进方案。目前田湾1#、2#机组使用的发电机定子接地保护原理为基波零序加三次谐波电压。根据保护特有缺点,并不能保护全部定子范围,并且存在拒动、误报警等风险。为更好地保护发电机定子安全,提出增加注入式定子接地保护的方案,可弥补现有定子接地保护的缺陷,更好的保障发电机安全稳定运行。

一起发电机定子接地保护动作案例分析及优化建议

文章通过对某电厂发生的一起发电机定子接地保护动作案例进行分析,结合电厂一次接线方式,对保护配置方案进行了优化,同时对发电机定子接地保护定值进行了校核,在满足系统外故障不会引起保护误动的前提下,尽量缩短了保护动作时间,最大程度减轻发电机可能受到的损伤。

大型水电站机组定子一点接地保护动作故障分析

发电机定子一点接地故障是发电机常见故障之一,但由于发电机直连一次设备与发电机定子电气参数相似,目前常规定子接地保护装置无法准确定位故障点给事故排查造成困扰。本文针对某大型水电站一起发电机定子一点接地保护动作跳闸事故,结合发电机定子一点接地保护配置,辅助以故障录波图分析,可以达到迅速定位故障点的目的,为事故应急处置提供依据,大大缩短了机组故障停运的时间,具备一定的行业参考意义。

某大型水电站定子接地保护3U_(0)+3W跳闸原因分析及防范措施

发电机定子接地保护动作导致的甩负荷,不仅会影响系统供电,还会造成机组过速,损害机组转动部件、机械拐臂、固定支撑机构等。文章基于某大型水电站6F机组一次定子接地保护动作事故处理案例,重点介绍事故发生时的故障现象、检查过程的原因分析及防范措施,从而降低类似故障导致定子接地保护动作的概率,对于电厂设备的安全可靠运行有十分重要的意义。

大型发电机注入式定子接地保护的现场应用及分析

近年来越来越多的大型发电机装设100%注入式定子接地保护。文中总结了注入式定子接地保护现场调试方法,给出了试验结果。试验结果验证了保护装置检测接地过渡电阻的准确性(相对误差不超过±5%)。另外,通过分析电压回路两点接地故障引起的定子接地保护告警,给出了若干建议。

三峡右岸发电机主保护配置方案设计研究总结

为给景洪等后续电站水轮发电机主保护的设计提供借鉴,对三峡右岸发电机主保护配置方案的设计研究进行了总结。通过细化三峡右岸发电机的故障特点来确定其典型故障特征,为主保护配置方案的优化设计明确了方向,同时也大大减少了计算的工作量。文中提出由“完全裂相横差保护+不完全纵差/完全纵差保护”构成“一横一纵”的初步格局,再经定量分析结果决定是否增设零序电流型横差保护,从而确定最终的主保护配置方案,这一设计思想将在偶数分支水轮发电机主保护的设计中继续得以验证和完善。

发电机机端电压互感器匝间短路导致定子接地保护动作分析

近年来,发生了多起发电机机端电压互感器(TV)一次绕组匝间短路导致定子接地保护动作的事故,增加了故障排查的工作量。文中推导了TV一次绕组匝间短路时,对地相电压和线电压的计算公式,得出故障发生时定子对地零序电压升高,对地电压最高相(比正常时有所升高)的下一相即为故障相,以及线电压没有明显变化的结论,并通过现场录波数据验证了理论分析的正确性。文中还提出了利用注入式定子接地保护的电阻判据区分TV一次绕组匝间短路和定子接地故障的思路,为快速排查故障提供参考。

1036MW机组注入式定子接地保护调试及动作分析

大型汽轮发电机较多地采用2套完全相同的"零序电压+3次谐波"式定子接地保护,某百万千瓦级机组采用了国产注入式定子接地保护,实现了不同原理的保护双重化配置。阐述了注入式定子单相接地保护的原理,详细介绍了机组的保护静态调试、发电机静止状态下的现场调试、发电机30%额定电压下的现场调试内容并给出实验数据。针对机组启动调试期间发生的机端软连接开裂导致的定子接地事故,分析了该保护的实际动作情况,指出了注入式定子接地的优点。

不依赖注入式原理的定子单相接地故障定位方法

提出了一种发电机中性点经配电变压器高阻接地的发电机定子单相接地故障定位方法,为故障排查提供定性参考。根据定子单相接地故障后三相机端对地电压的特点,判断出故障相别。将机端三相电压均以故障相电动势表示,通过比较三相电压的平方差,即可求得定子接地故障过渡电阻值和接地故障位置。该方法不依赖于注入式定子接地保护,简单易行,可广泛推广应用。现场录波数据验证了该方法的正确性。

注入式定子接地保护的现场试验、整定和分析

注入式定子接地保护在国内大型发电机组,尤其是水轮机组中应用越来越多,其与基波零序电压和3次谐波电压保护构成2套不同原理的100%定子接地保护。结合注入式定子接地保护原理,总结了某电厂注入式定子接地保护现场试验过程和调试、整定方案。试验数据和结果表明了注入式定子接地保护的准确性。另外,对试验过程中出现的一些新问题做了分析,并给出了建议。

关于定子接地保护的几个问题

以几次事故为例说明：用“允许接地电流”来决定定子接地保护投运方式是不合理的。对于双水内冷发电机及没有匝间保护的大、中型发电机，其定子接地保护应投跳闸。３次谐波电压型接地保护动作可靠性低的原因是：调整不当，工作环境条件差，回路及继电器本身有缺陷。为提高其动作可靠性，应掌握机组机端３次谐波电压和中性点３次谐波电压的变化规律，改善环境，并及时更换不良的３次谐波电压型保护。发电机中性点经配电变压器接地，降低了定子接地保护的动作灵敏度，对经计算不可能产生过电压的发电机，应将配电变压器换成单相电压互感器（ＴＶ）或消弧线圈。无条件换时，应尽量增加二次侧并联电阻。基波零序电压型接地保护的定值应为５Ｖ～１０Ｖ。

高准确度外加20 Hz电源定子单相接地保护的研制

分析了发电机中性点处配电变压器对外加20 Hz电源定子单相接地保护的影响。基于许继WFB-800型发变组保护硬件平台,研制了考虑中性点配电变压器参数影响的高准确度定子单相接地保护,试验验证了保护中计算接地故障过渡电阻方法的准确性,并分析和给出了防止20 Hz电源及其引线故障误动作的措施。

电力主设备继电保护存在的问题及对策

理论分析及运行实践表明,电力主设备使用的某些保护,在其构成原理、交流接入回路以及构成逻辑方面存在一些问题,影响了电力主设备的安全经济运行。着重阐述了变压器纵差保护、变压器分侧差动保护、发电机复合电压闭锁过流保护、零序电压式定子接地保护以及频率异常保护存在的问题,并针对这些问题提出了以下对策:变压器纵差保护应采用同步识别及动作状态记忆来保证差动速断的动作可靠性;变压器分侧差动保护应采用涌流闭锁环节;复合电压闭锁过流保护的过电流元件应设置高低2个定值;零序电压式定子接地保护应同时反应机端及中性点两路零序电压;发电机上不宜设置频率异常保护。

同步发电机定子内部故障暂态过程及对保护的影响

利用基于多回路法的凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态过程仿真程序,讨论了定子支路电阻和阻尼支路电阻对故障暂态过程及稳态的影响,分析了同步发电机并网运行时定子绕组故障暂态过程中的单元件横差保护、裂相横差保护、完全纵差保护和不完全纵差保护的灵敏度,认为对于没有制动电流的单元件横差保护灵敏度在暂态过程中得到了提高,但对有制动电流的裂相横差、完全纵差和不完全纵差保护的灵敏度则需要具体分析。

大型发电机组注入式定子接地保护调试与整定

随着发电机单机容量的不断增大,发电机定子绕组对地电容不断增加,导致定子单相接地电流不断增大,容易造成发电机定子对地绝缘老化或出现接地故障,对发电机定子单相接地保护提出了更高的要求以确保发电机安全运行。阐述了注入式定子接地保护原理及现场调试方法,并对相角补偿值、阻抗补偿值及对相关的保护值进行了整定。根据现场对发电机静止状态下的调试以及发电机由空载缓慢升压至30%额定电压后的测试结果,进一步验证了保护定值整定的正确性和保护装置动作的准确性。

微机自适应式发电机定子接地保护的研究

本文针对３次谐波发电机定子接地保护，提出了基于自适应原理的微机保护方案，分析了各种保护方案在不同的发电机中性点接地方式下的灵敏度。本文阐述了保护方案微机实现的几个关键环节和特点。现场真机试验和试运行表明，该保护方案具有较高的灵敏度和可靠性。